Tokamak, a világ körüli enciklopédiája
Tokamak - egy végrehajtására szolgáló eszköz a fúziós reakciót egy forró plazma a kvázi-stacionárius üzemmódban, ahol a plazma jön létre toroid kamrában, és stabilizálja a mágneses mező. A létesítmény célja, hogy a belső nukleáris energiát hőenergiává, majd elektromos áramká alakítsa. A szó maga „tokamakon” rövidítés a neve „toroid mágneses kamra”, de az alkotók a telepítés végén cserélik a „g” és „k”, hogy ne okozzanak egyesületek valami varázslatos.
Az atomi energiát (mind a reaktorban, mind a bomba esetében) úgy kapjuk meg, hogy a nehéz elemek magjait könnyebbé tesszük. A nukleonra jutó energia maximális a vas számára (az úgynevezett "vas maximális"), és azóta maximálisan középen, az energiát nemcsak a nehéz elemek bomlása, hanem a könnyű elemek kombinációja is felszabadítja. Ezt a folyamatot termonukleáris fúziónak nevezik, amely hidrogénbombában és termonukleáris reaktorban fordul elő. Termonukleáris reakciók, szintézisreakciók, sokan ismertek. Az energiaforrások lehetnek olyanok, amelyekhez olcsó üzemanyag van, és két alapvetően különböző módon lehet előállítani a szintézisreakciót.
Az első út - a „robbanásszerű”: része az energia költenek rá, hogy a kívánt kezdeti állapota nagyon kis mennyiségű anyagból, a fúziós reakció lejátszódjon, a felszabaduló energia alakul át megfelelő formában. Valójában ez egy hidrogénbombát jelent, amely csak egy milligramm súlyú. A kiindulási energia forrása az atombomba használata, nem lehet "kicsi". Ezért, azt feltételezték, hogy milliméter tabletta deutérium-trícium jég (vagy üveggömb sűrített keveréket a deutérium és a trícium) kerül besugárzott minden oldalról lézerimpulzusok. felületi energiasűrűsége kell ebben az esetben olyan, hogy a plazmát vált a felső réteg a tabletta megjelent melegítjük olyan hőmérsékletre, amelyen a nyomás a belső rétegek és a belső réteg önmelegedési a tabletták elegendő lesz a szintézis reakcióban. Amikor ez az impulzus rövidnek kell lennie, hogy az anyag, hogy átalakítsa a nanoszekundumos egy plazma hőmérsékletét tízmillió fok, nincs itt az ideje, hogy repül szét, és nyomni a belső részén a tablettát. Ez a belső rész százszor nagyobb sűrűséggel tömörül, mint a szilárd anyagok sűrűsége, és akár százmillió fokig is melegszik.
A második út. A kiindulási anyagok lehetnek melegítjük viszonylag lassan - úgy alakulnak egy plazma, és akkor beadhatók bármilyen módon az energiát, amíg el nem éri az elején a reakciókörülmények. Az áramlási termonukleáris reakciót keverékében deutérium és a trícium, és kaphat egy pozitív energia kimenet (ha a felszabaduló energia eredményeként a fúziós reakció nagyobb, mint az energia megvalósítására fordított a reakció) létre kell hozni a plazma egy sűrűsége legalább október 14 részecske / cm3 (10 - 5 atm.), És körülbelül 10 9 fokig melegítse, míg a plazma teljesen ionizálódik.
Ilyen melegítésre van szükség, hogy a magok közeledjenek a Coulomb repulzió ellenére. Kimutatható, hogy az energia megszerzéséhez legalább egy másodpercig fenn kell tartani ezt az állapotot (az úgynevezett "Lawson-kritérium"). A Lawson kritériumának pontosabb megfogalmazása - az összefonódás terméke és az állapot fenntartásának ideje - 10 15 s cm -3 -nek kell lennie. A fő probléma a plazma stabilitása: egy másodpercig sok időre van szükség, megérinteni a kamra falát és hűlni.
Munka megkezdése a szabályozott termonukleáris fúzió vissza kell utalni, hogy az 1950-es, amikor Tamm és Andrej Szaharov arra a következtetésre jutott, hogy a megvalósítani CF (szabályozott termonukleáris fúzió) révén lehetőség van a mágneses összetartó forró plazmát. A kezdeti szakaszban a munka hazánkban került sor a Kurchatov Intézet vezetése alatt LA Artsimovich. A fő problémák lehet két csoportra oszthatók - a problémákat, a plazma instabilitás és a technológiai (tiszta vákuum, sugárzásállósági, stb) Az első tokamakokat jöttek létre 1954-1960, a világ most épített több mint 100 tokamakban. Az 1960-as években kimutatták, hogy csak a fűtés az aktuális átvitel miatt ("ohmos fűtés") nem képes a plazmát termonukleáris hőmérsékletre hozni. Most természetesen növeli a plazma energia külső injekciós technikával tűnt gyors semleges részecskék (atomok), de csak az 1970-es megtörtént szükséges technikai szinten szállított és a tényleges kísérletek injektorok. Most a legígéretesebbek a semleges részecskék befecskendezése és a mikrohullámú sugárzás elektromágneses sugárzása. 1988-ban a Kurchatov Intézetben egy pre-reaktoros T-15 tokamak szupravezető tekercsekkel volt felszerelve. 1956 óta, amikor az NS Hruscsov Nagy-Britanniához intézett IV Kurchatov látogatása során jelentést tett ezekről a munkákról a Szovjetunióban. Az e területen végzett munkát több ország közösen végzi. 1988-ban a Szovjetunió, az Egyesült Államok, az Európai Unió és Japán elkezdte megtervezni az első kísérleti Tokamak reaktort (a létesítmény Franciaországban fog épülni).